職稱評定論文發(fā)表井巷維修支護(hù)的認(rèn)識

　　隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，煤礦井巷工程的理論和實踐有了新的發(fā)展.松動圈的理論是井巷支護(hù)的基本觀點，并被廣大工程技術(shù)人員認(rèn)同和采納，實踐證明對巷道施工的項板控制效果顯著。下面小編介紹一篇關(guān)于煤礦井的論文。

　　摘要：為了解決錢家營煤礦深部采區(qū)的巷道支護(hù)問題，實現(xiàn)既安全有效又經(jīng)濟(jì)合理，全面認(rèn)識巷道承壓應(yīng)力的變化規(guī)律，尤其對采動波及范圍大、頻度高的石門巷道，初次施工過程中超前考慮適度強(qiáng)化支護(hù)原則，避免支護(hù)強(qiáng)度失當(dāng)造成材料浪費或不足形成安全隱患.通過時石門巷道兩幫和底板補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)的工程實踐，探索了深部圍巖變形的原因和影響，較好地解決了石門巷道反復(fù)維修造成的安全和經(jīng)濟(jì)問題。

　　關(guān)鍵詞：井巷工程：全斷面;分類控制;待變讓壓

　　但在工程實踐中，也存在認(rèn)識上的不足、現(xiàn)場應(yīng)變能力差等問題造成巷道支護(hù)失效反復(fù)維護(hù)的現(xiàn)象，本文通過對松動圈理論的多年的井工現(xiàn)場實踐并提出根據(jù)地層賦存狀況、巖層抗壓和抗剪強(qiáng)度、巷道寬高比、地質(zhì)構(gòu)造評級等確定松動的范圍最后確定支護(hù)原則和控制方法。

　　一、井巷工程支護(hù)的目的

　　井巷工程開挖后，原來地層賦存的應(yīng)力平衡狀態(tài)被打破，通過對開挖過程中形成的松動圈層進(jìn)行有效支撐和維護(hù)以實現(xiàn)應(yīng)力重新分布達(dá)到新的平衡，而且新的平衡狀態(tài)在井巷工程的服務(wù)年限內(nèi)保持基本穩(wěn)定。往往在工程實踐中支護(hù)設(shè)計大都是滿足初期松動的支撐應(yīng)力，對服務(wù)年限遠(yuǎn)期或后期松動和采動波及應(yīng)力改變考慮不足。

　　二、井巷工程支護(hù)的基本觀點

　　松動圈理論是目前分析巷道開挖后，圍巖應(yīng)力變化的先進(jìn)的工程理論。工程實跋中，我們往往只注重了頂部的應(yīng)力尤其重力狀況分析并進(jìn)行了錨噴、錨網(wǎng)噴、錨注噴、錨注網(wǎng)噴、錨網(wǎng)索噴和先錨后架等組合式比較先進(jìn)的支承和維護(hù)方法，擯棄了木棚、鋼鐵支架、料石砌碹以及架噴等被動支護(hù)的落后方法，對松動圈層內(nèi)的圍巖通過錨的方式參與積極支護(hù)并使其成為支護(hù)體的組成部分，頂板的支護(hù)得到強(qiáng)化。所謂井巷工程松動圈是指地表以下的井筒、巷道和峒室等開挖后引起的原有應(yīng)力平衡失穩(wěn)，造成工程空間外巖層受自身重力、粘結(jié)力、抗壓強(qiáng)度及地質(zhì)與水文地質(zhì)構(gòu)造而松動甚至破壞的周圍巖體，需要進(jìn)行支撐和穿結(jié)實現(xiàn)工程目的的范圍。松動圈包括頂板、兩幫及底板等三部分，是一個閉合的圈層。由于井下巷道大鉚分都采用了半圓拱形斷面，而頂板范圍只是松動圈層的一小段弧長，兩幫直墻與半圓拱頂相切連接，曲線連續(xù)但不可導(dǎo)，切點及直墻是應(yīng)力集中區(qū)，底板是松動圈內(nèi)應(yīng)力集中釋放區(qū)，兩地腳是應(yīng)力傳遞過渡區(qū)，兩墻與底板是松動圈內(nèi)受力最為集中的部位，卻淡出了加強(qiáng)支護(hù)的范疇，導(dǎo)致工程服務(wù)年限內(nèi)中途底鼓、片幫，而引起頂板冒落支護(hù)失效不得已再次甚至多次套修支護(hù)，造成安全隱患和人工、材料的大量浪費。

　　三、井巷工程支護(hù)的方法和手段

　　(一)一般井巷開挖后，初次壓力是松動圈內(nèi)的圍巖受自重、爆破作業(yè)、抗剪強(qiáng)度、構(gòu)造程度及設(shè)計斷面形狀等因素影響和作用下，受力產(chǎn)生不同程度的蠕動、折斷、翻轉(zhuǎn)等失去自撐能力后的輪廓下沉、開裂、掉塊的外部顯現(xiàn)。臨時支護(hù)的方法是利用錨桿的懸吊、擠壓加固和組合粱作用把松動的圍巖控制住，錨桿的著力基礎(chǔ)(樹脂錨固段)必須是穩(wěn)定巖層，采用30～50mm初噴的方式封閉防止風(fēng)化。第二次壓力受圍巖自撐、爆轟波、地質(zhì)構(gòu)造和應(yīng)力重新分布等影響造成錨桿控制以外、輪廓以內(nèi)和端頭以內(nèi)兩個(0.4～0.6m)厚層的圍巖、松動范圍加大等的外部顯現(xiàn)，時問需要60～90d(2～3月)，二次壓力顯現(xiàn)后再進(jìn)行掛網(wǎng)補(bǔ)噴的永久支護(hù)作業(yè)，根據(jù)單孔月進(jìn)度確定二次支護(hù)的滯后區(qū)間。

　　(二)基于上述支護(hù)觀點改變錨桿的傳統(tǒng)理論和實踐。包括拱基以上放射狀布置忽視底板和兩幫的錨固、錨桿的長度固定不變忽視了巖性變化與層位賦存和節(jié)理裂隙存在的特殊性、只要是錨桿支護(hù)就是積極支護(hù)等傳統(tǒng)的支護(hù)設(shè)計理念，改善支護(hù)結(jié)構(gòu)和效果。松動圈包括頂板、兩幫及底板等三部分，是一個閉合的圈層，該圈層的所有部位都受開挖影響產(chǎn)生松動.都應(yīng)該確定錨桿的布置間距進(jìn)行支護(hù)，并控制錨桿與巖層的角度大于30°且小于120°，錨桿的懸吊和組合梁作用都與巖層夾角的正弦成正比當(dāng)該夾角等于零時，錨桿起作用的就只有擠壓加固一項錨固作用，同時研發(fā)打底眼安裝錨桿的高性能大功率打眼機(jī)具進(jìn)行地腳和底板錨桿支護(hù);錨桿還應(yīng)根據(jù)巖石抗壓強(qiáng)度分部位使用不同長度甚至直徑的錨桿，而節(jié)理裂隙間距小于200mm的區(qū)域適當(dāng)選用長度大、直徑粗的高強(qiáng)錨桿或錨索：積極支護(hù)的錨桿不僅在緊固時采用高強(qiáng)緊周工具對其施加一定數(shù)值的預(yù)應(yīng)力，錨桿的桿體、螺紋螺母過盈配合及其托板、藥卷的安裝質(zhì)量控制，錨桿的材料屬性現(xiàn)狀應(yīng)為產(chǎn)品錨桿，改變現(xiàn)在的錨桿往往在巷道變形后才起作用使鋪桿成為積極支護(hù)的主體。

　　(三)根據(jù)圍巖的巖性、節(jié)理裂隙等構(gòu)造、煤巖互層石門巷道的礦壓特點;首先，由于巖層的彈性模量低和臨時支護(hù)，松動圈內(nèi)的彈性勢能積聚引起形變，巖層的彈性模量越低圍巖發(fā)生的變形越大，錨桿的著力基礎(chǔ)所在的巖層彈性模量是支護(hù)價值因數(shù)主要決定因素。其次，初次壓力顯現(xiàn)很快，松動圈的彈性變形也與巖石的強(qiáng)度(抗壓、抗剪)密切相關(guān)，巖石的強(qiáng)度越大，變形量越小初期變形的時間越短，而巖石自身強(qiáng)度低的泥質(zhì)沉積巖、煤層頂?shù)装濉⒚簬r互層等變形量大變形時間也越長。此外，初期及后期巷道變形的時間和強(qiáng)度還與井巷所處的開采深度正相關(guān)。引入高強(qiáng)錨桿金屬網(wǎng)、錨索網(wǎng)梁提高對構(gòu)造及松散巖、煤層控制巷道變形量及變形的發(fā)展，控制開挖后的初期變形才是軟巖支護(hù)的重點.巖石硬度f小于4、節(jié)理裂隙間距小于200mm、破碎及風(fēng)化帶的部位與周圍，都應(yīng)在開挖前采用管縫錨桿間距(200～300mm)與巷道方向夾角15～25°超前控制巖體、控制周邊眼的密度和裝藥量、分次放炮等技術(shù)措施控制巖體蠕動、彎曲折斷、翻轉(zhuǎn)等變形。

　　四、采動影響

　　錢家營煤礦是開灤集團(tuán)的骨干礦井，迄今已連續(xù)五年生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)煉焦配煤實現(xiàn)550百萬噸/年，煤炭近距離多層賦存(各個煤層間距6～10米).涌水量大，立井集中大巷開拓方式，又隨著開采水平的加深，采動波及范圍大、頻度高，尤其是平、斜石門巷道，受采動應(yīng)力的反復(fù)影響，圍巖頂板下沉失穩(wěn)、兩幫收斂變形嚴(yán)重以及地鼓現(xiàn)象突出，嚴(yán)重影響這巷道的功能使用。致使部分巷道的區(qū)段經(jīng)常修護(hù)。通過其他區(qū)域的實踐經(jīng)驗，我們在八采區(qū)施工軌道、運(yùn)輸平石門時，認(rèn)真分析了巷道穿越12～7煤層之間的煤層以及頂?shù)装宓牡刭|(zhì)賦存狀態(tài)、將在以后多個煤炭生產(chǎn)反復(fù)受采動影響，采取了除了正規(guī)支護(hù)外，重點控制并加強(qiáng)兩幫和底板的支護(hù)強(qiáng)度，安全和經(jīng)濟(jì)效果明顯。

　　五、適度強(qiáng)化支護(hù)的動因隨著開采深度的加大、區(qū)域開采強(qiáng)度的增加和開采煤層的采動應(yīng)力的波及疊加，采區(qū)內(nèi)的石門巷道反復(fù)出現(xiàn)頂板破壞、兩幫內(nèi)斂和底板鼓起等巷道變形，嚴(yán)重影響巷道的運(yùn)輸、行人、通風(fēng)、排水等安全生產(chǎn)職能，必須不斷投入大量的人力、物力和財力進(jìn)行整修，不僅影響安全，而且制約生產(chǎn)，還造成大量的浪費，提高了煤炭的制造成本。分析礦場圍巖應(yīng)力變化發(fā)展的規(guī)律，結(jié)合各個工場的實際，施工巷道不僅滿足設(shè)計規(guī)定的斷面尺寸，而且提高圍巖承載能力，并充分預(yù)留斷面積受壓變小的空間。適度強(qiáng)化支護(hù)的剛度和柔度。

　　六、常規(guī)支護(hù)方式及不足

　　開灤礦區(qū)開拓石門巷道(與運(yùn)輸大巷成一定夾角的巷道)的支護(hù)，一般采用架棚支護(hù)的形式，這種被動支護(hù)的形式在兩側(cè)各個煤層的采動影響，加之隨時間的推移鐵質(zhì)支架銹蝕程度不斷加深、木質(zhì)背板的腐朽、施工造成的頂幫接觸受力不均以及金屬網(wǎng)梁的強(qiáng)度迅速下降等，另外，多個近距離煤層反復(fù)動壓影響以及頂?shù)装宸€(wěn)定性差、貫通的水力聯(lián)系形成的涌淋水、粉細(xì)砂巖的極易風(fēng)化膨脹等，都形成頂?shù)装逑鄬σ平考踊稹蓭蛢?nèi)斂嚴(yán)重等，使支護(hù)結(jié)構(gòu)破壞導(dǎo)致支護(hù)失效。

　　七、石門巷道圍巖松動機(jī)理及先錨后架支護(hù)

　　巖石巷道施工積極吸收煤巷錨索支護(hù)的技術(shù)成果，把石門巷道穿越煤層群及其頂?shù)装宓闹ёo(hù)引入錨網(wǎng)索技術(shù)。按巷道設(shè)計斷面正頂和兩幫向外延展200mm作為預(yù)留內(nèi)斂變形量，斷面形狀為半圓拱，錨桿采用直徑20mm，右旋2000mm螺紋鋼高強(qiáng)錨桿，以巷道中線均勻向巷道兩側(cè)分布.錨桿間排距800mm菱形，并采用直徑6mm鋼絲電焊金屬平網(wǎng)，網(wǎng)間壓茬100～200mm。由于是半圓型斷面，半圓與兩幫直墻直接相切.切點相冠線不可導(dǎo)，是支護(hù)體最為薄弱的部位，巷道來壓時頂板的不均布載荷和底板向上的均布載荷交互作用下，直墻與半圓的相冠線上下向內(nèi)收斂變形。整個主體工程施工時在兩幫直墻與半圓的相冠線以上300～350mm處各打一排直徑20mm，右旋2400mm螺紋鋼高強(qiáng)錨桿，然后按800mm間距套U29--10.5m2的可縮性支架，以巷道中線向兩側(cè)各接頂1米，兩腮和兩幫不插背，待變讓壓。

　　閱讀期刊：《煤礦機(jī)械》

　　是經(jīng)(80)煤情字第763號文批準(zhǔn)的部辦科技刊物。它于1980年8月25日領(lǐng)取了北京期刊第641號登記證。為了進(jìn)一步把這個刊物辦好，1984年2月煤炭工業(yè)部決定，將《煤礦機(jī)械》編輯部遷到哈爾濱煤礦機(jī)械研究所，同年2月經(jīng)黑龍江省省委宣傳部同意在黑龍江省辦理登記手續(xù)，于1984年領(lǐng)取了黑龍江省期刊第307號登記證。